中秋节将遇异景：超等红月与月全食完善相逢

　　出品：科普中国

　　制作：郑永春、陈洁、孔啸、张硕（中国科学院国家天文台）

　　监制：中国科学院计算机网络信息中心

　　中秋年年过，往年大差别。往年9月27日是全球华人共同的中秋节。28日，我国公众将迎来往年最大最圆的玉轮，又称“超等玉轮”，而美洲、欧洲、非洲、西亚局部地区的公众除了能看到“超等玉轮”，还能看到壮观的月全食和“红玉轮”。

　　中秋节、超等玉轮、月全食、红玉轮、十五的玉轮十六圆，这些难得一见的月球天文景象集中在一起轮番上演，为咱们观月赏月提供了绝佳的机会。

　　超等玉轮

　　一、什么是超等玉轮？

　　玉轮到地球的均匀间隔约是38万千米，但玉轮绕地球运转的轨道并不是圆形的，而是椭圆形的。玉轮离地球近来的间隔约36万千米，最远的间隔约40万千米。

　　当玉轮间隔咱们近时，看到的玉轮大一些，当玉轮间隔咱们远时，看到的玉轮小一些。9月28日玉轮恰好运转到近所在，咱们在地球上看到的玉轮要比它位于远所在时大12-14%。这一天咱们有幸欣赏到比平时更大、更亮的玉轮，也称为超等玉轮。

玉轮-地球之间的间隔示意图。玉轮分辨位于近所在和远所在

玉轮位于近所在时，咱们看到的月盘要比远所在大约14%（?timeanddate.com）

　　二、超等玉轮不罕见

　　超等玉轮并非天文术语，它最早由占星师理查德?诺艾尔在1979年提出，他把它界说为当新月或满月时玉轮位于近所在附近的景象。当玉轮位于近所在时正好呈现新月，则称为超等新月；当玉轮位于近所在时正好满月，则称为超等满月，但怎样才算靠近近所在还没有任何的官方界说。

　　因而，一些天文学家不赞同超等玉轮的称谓，由于从科学界说而言，叫做近所在满月或近所在新月更为准确。但2011年3月19日的满月，当时玉轮离地球为一年中近来，也是最大的满月，媒体报道普遍采用了超等玉轮的称谓，使超等玉轮为大家所熟知。

　　超等玉轮并不罕见，每年均会呈现4~6次超等玉轮，仅仅2015年就有六次超等玉轮，分辨为：2015年1月20日、2月18日和3月20日呈现的超等新月，以及8月29日18：35、9月28日2：50、10月27日12：05（UTC）的超等满月。

　　往年9月28日的超等玉轮是一年中离地球近来的，地月间隔为356，896千米。而2月18日的超等新月离地球仅比9月28日远200千米，是往年的第二大超等玉轮。但假如没有对玉轮进行长期观测，并记录月盘大小，仅凭肉眼偶尔看看玉轮，咱们很难觉察觉月盘大小的细微变化。

　　超等玉轮能够是新月或满月，分辨称为超等新月或超等满月，超等满月可见而超等新月不可见（?bigstockphoto.com/ duallogic）

　　当满月从地平线升起时，咱们看到的玉轮似乎比它升到天顶时更大、更晶莹（?iStockphoto.com/Jason Woodcock）

　　三、2017年不见超等玉轮

　　由于玉轮绕地球的轨道是周而复始的，因而，每隔1年零1个月18天，即每隔383天，咱们就会迎来这样一次超等玉轮，过去几年和未来几年的超等玉轮分辨呈现在：

　　2011年3月19日、2012年5月6日、2013年6月23日、2014年8月10日、2015年9月28日、2016年11月14日、2018年1月2日。2017年将不会有超等玉轮，由于满月和近所在不能同时呈现。

　　再展望更远一些， 2034年11月25日的超等满月间隔地球仅为356，446 km千米，在21世纪中首次呈现月地间隔小于356，500千米。而本世纪近来的超等满月呈现在2052年12月6日，届时的地月间隔为356，425千米。

　　月全食与红玉轮

　　一、月全食

　　往年的月全食产生在北京时光9月28日上午，即中秋节之后的第二天。由于月全食产生时正值中国的白天，因而我国境内的民众不能观赏到这次月全食。但北美、南美、非洲、西亚等地区的民众将能够看到这次月全食。

　　月全食的成因很简单，即当太阳、地球、玉轮三者在一条直线时，地球挡住了太阳照射到月球的光，构成月全食。

月全食构成原理图。当玉轮运转到本影区域，就会产生月全食。

　　玉轮本身不发光，只靠反射太阳光来显示自己的存在。当玉轮向着太阳的半个球面被照亮时，背着太阳的半个球面就是暗中一片。

　　玉轮绕地球运动，随着玉轮相对于地球位置的变化，使得它被太阳照射的一面，偶然面向地球，地球上就看到全部月盘被照亮，此时称之为满月；偶然背向地球，地球上看到全部月盘漆黑一片，此时称之为新月。偶然面向地球的亮的区域大一些，偶然小一些，这就产生了娥眉月、上弦月、凸月等差别的月相。

　　由于月球绕地球运转的轨道与地球绕太阳运转的轨道不在一个平面上，并不是每次新月或满月时，都会产生月全食。

　　月相的构成原因。由于日地月的相互运转，太阳光在一个月中照亮月球的差别球面。地球上看到月面被照亮的局部，从农历月初完整暗中的新月逐步增大到上弦月，到月中呈现满月，之后被照亮的月盘逐步变小至下弦月，直至月末再次呈现新月。

　　二、红玉轮

　　从地球上看到的玉轮是月光穿过地球大气层看到的，它并不是实在玉轮的色彩，而是经由地球大气层散射后看到的玉轮色彩。月光经由地球大气后，一局部波长的光被散射掉，而另一局部波长的光能够直接穿过。

　　当玉轮呈现在低空时，月光几乎穿过全部大气层，大局部蓝光被大气散射掉，而红光没有被散射，这时的玉轮看起来是红色的。当月上中天时，月光穿过的大气层相对较薄，这时玉轮看起来是黄白色的。

　　当产生月全食时，虽然照向玉轮的太阳光被地球挡住了，玉轮表面无法直接看到太阳，但此时地球上的人们仍然能够看到玉轮，不过此时咱们将看到难得一见的“红玉轮”，西方也称“血月”。

　　红玉轮实际上是光的折射形成的，由于地球有大气层，当太阳光穿过地球大气层时，波长较短的光被大气散射掉，剩下波长较长的红光由于折射照向了月面，以是地球上的人们看到的玉轮就变成了“红玉轮”。

月食时产生的红玉轮景象实际上是光的折射形成的

　　三、蓝玉轮

　　假如同一个月份内看到两次满月，那么第二次满月被称作“蓝玉轮”。

　　2015年7月的一个月内呈现了两次月圆之夜，一次产生在7月1日，另一次产生在7月31日。根据历法计算，两次满月之间大约相隔29.5天左右，而咱们采用的公历中有的月份为31天，有的月份为30天，这就呈现了一个时光差。这个时光差会导致一个月内可能呈现两次满月，也会导致一年中有可能呈现13次满月。这多出来的满月就是“蓝玉轮”，即意料之外的满月。

蓝玉轮并非指蓝色的玉轮，而是在同一个月呈现的第二次满月

　　四、黑玉轮

　　黑玉轮的说法实际上2014年初才刚刚呈现，之前咱们从未听说过。当然，黑玉轮也不是天文术语，而是来自于巫术。与蓝玉轮相对应，当一个农历月中呈现两次新月时，月末呈现的第二个新月被称为黑玉轮。

　　2014年1月，在月初和月末呈现了两次超等新月，此中第二次新月不仅是超等玉轮，而且被称为黑玉轮。下一次黑玉轮将呈现在2016年10月30日。

　　关于黑玉轮也有别的说法，例如每季度有四次新月，此中第三次新月被称为黑玉轮。据此说法，近来一次黑玉轮产生在2015年2月18日的超等新月，由于这是自2014年12月冬至到2015年3月春分期间的第三次新月。而下一次超等新月的黑玉轮将呈现在2017年8月21日，届时美国将上演日全食。

　　十五的玉轮十六圆

　　一、为什么十五的玉轮十六圆

　　“人有悲欢离合，月有阴晴圆缺，此事古难全。”民间常有“十五的玉轮十六圆”的说法，寓意好事不一定呈现在你期望的时刻。据统计，过去10年间，中秋节的圆月呈现在“十五”的有3次，呈现在“十六”的有6次，呈现在“十七”的有1次。以是，“十五的玉轮十六圆”并不完整准确。

　　从上一个新月到呈现下一个新月的周期称为一个“朔望月”，农历初一呈现的新月称为“朔”，十五呈现的满月称为“望”。一个“朔望月”均匀需要29.53天，玉轮从新月、上弦月逐步长大为满月，而后又逐步瘦下去成为下弦月，之后成为一弯残月。

　　为什么会呈现“十五的玉轮十六圆”呢？

　　这是由于月球绕地球运转的轨道是椭圆形的，因而月球在差别位置公转的速率快慢并不相等。玉轮离地球近时公转速率快一些，离地球远时公转速率慢一些。“朔”之后均匀要经由14天18小时22分才呈现“望”，一个“朔望月”所需最长时光与最短时光相差13个小时。因而每个月满月呈现的时光也有差异。

　　假如“望”以前玉轮走得慢，那么从“朔”到“望”需要的时光可能是16-17天，以是会呈现十五的玉轮十六圆，甚至是十七圆的景象。一般来说，满月呈现在夏历十四、十五、十六和十七都是正常的，此中以夏历十五、十六居多。

　　往年夏历八月中“望日”呈现在夏历十六，因而与去年一样，往年中秋仍然会呈现“十五的玉轮十六圆” 的天象。而且未来4年将持续如此，一直到2020年才能在中秋之夜欣赏到最圆的满月。

　　二、实在的玉轮

　　月球表面的岩石重要由各种硅酸盐矿物和金属氧化物组成，包括氧、硅、铁、钙、铝等元素。看到嫦娥一号和二号卫星拍摄的月球照片是黑白色的，很多人好奇为什么没有发布月球的彩色照片。实际上，黑白色才是月球的实在色彩。

　　月球上色彩较深的黑斑，看起来很像地球上的海洋，是玄武岩岩浆冷却后填充的大型平原，色彩比较黑，对太阳光的反射比较弱，看上去比周围月陆区暗一些。月球上一共有22个重要的月海，包括雨海、静海、云海、冷海、风暴洋等。

　　除月海外，月球上色彩较浅的局部好像地球上的“陆地”，被称为月陆，月陆均匀海拔高出月海2~3千米，以是也称月球高地。组成月陆的岩石重要是斜长岩，它们的色彩比较浅，看上去比月海晶莹。月陆的年龄比月海更古老，遭受小天体撞击的几率更高，因而地形更加崎岖。

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